江苏省南通市2021届新高考物理第四次押题试卷含解析

江苏省南通市2021届新高考物理第四次押题试卷
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．有一变化的匀强磁场与图甲所示的圆形线圈平面垂直。

规定磁场方向向里为正方向，从a 经R 流向b 为电流的正方向。

已知R 中的感应电流i 随时间t 变化的图象如图乙，则磁场的变化规律可能与下图中一致的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】A
【解析】
【详解】
应用楞次定律定性分析知，0~1s 内，电流为正方向，根据安培定则知磁场B 应正方向减小或负方向增大。

1~2s 内，电流为负方向，根据安培定则知磁场B 应正方向增大或负方向减小。

设线圈面积为S ，则电动势
1B E S t s
∆Φ∆=
=⋅∆① 电流 E I R
=② 解①②式得
1S B I R s
∆=⋅③ 由图象知两过程中电流大小关系为
1212
I I =④
解③④式得 121121B B s s
∆∆= 1212
B B ∆=∆ 所以A 正确，BCD 错误。

故选A 。

2．如图所示，A 、B 、C 是三级台阶的端点位置，每一级台阶的水平宽度是相同的，其竖直高度分别为h 1、h 2、h 3，将三个相同的小球分别从A 、B 、C 三点以相同的速度v 0水平抛出，最终都能到达A 的下一级台阶的端点P 处，不计空气阻力。

关于从A 、B 、C 三点抛出的小球，下列说法正确的是（ ）
A ．在空中运动时间之比为t A ∶t
B ∶t
C =1∶3∶5
B ．竖直高度之比为h 1∶h 2∶h 3=1∶2∶3
C ．在空中运动过程中，动量变化率之比为AC A B P P P t t t
n n n n n n ：：=1∶1∶1 D ．到达P 点时，重力做功的功率之比P A ：P B ：P C =1：4：9
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．根据0x v t =水平初速度相同，A 、
B 、
C 水平位移之比为1:2:3， 所以它们在空中运动的时间之比为1:2:3， A 错误。

B ．根据212
h gt =，竖直高度之比为123::1:3:5h h h =， B 错误。

C ．根据动量定理可知，动量的变化率为物体受到的合外力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，故C 正确。

D ．到达P 点时，由
y gt =v
知，竖直方向速度之比为1:2:3， 重力做功的功率
P mgv =
所以重力做功的功率之比为
::1:2:3A B C P P P =
故D 错误。

故选C 。

3．如图所示，固定斜面上放一质量为m 的物块，物块通过轻弹簧与斜面底端的挡板连接，开始时弹簧处于原长，物块刚好不下滑。

现将物块向上移动一段距离后由静止释放，物块一直向下运动到最低点，此时刚好不上滑，斜面的倾角为θ，重力加速度为g ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在物块向下运动过程中，下列说法不正确的是()
A ．物块与斜面间的动摩擦因数为tan θ
B ．当弹簧处于原长时物块的速度最大
C ．当物块运动到最低点前的一瞬间，加速度大小为sin g θ
D ．物块的动能和弹簧的弹性势能的总和为一定值
【答案】C
【解析】
【详解】
A ．由于开始时弹簧处于原长，物块刚好不下滑，则
sin cos mg mg θμθ=
得物块与斜面间的动摩擦因数
tan μθ=
选项A 正确；
B ．由于物块一直向下运动，因此滑动摩擦力始终与重力沿斜面向下的分力平衡，因此当弹簧处于原长时，物块受到的合外力为零，此时速度最大，选项B 正确；
C ．由于物块在最低点时刚好不上滑，此时弹簧的弹力
sin cos 2sin F mg mg mg θμθθ=+=
物块在到达最低点前的一瞬间，加速度大小为
2sin F a g m
θ==
选项C 错误；
D ．对物块研究
F G f k W W W E ++=∆
而重力做功和摩擦力做功的代数和为零，因此弹簧的弹力做功等于物块动能的变化量，即弹簧的弹性势能和物块的动能之和为定值，选项D 正确。

故选C 。

4．如图所示为氢原子的能级图，用光子能量为12.09eV 的单色光照射大量处于基态的氢原子，激发后的氢原子可以辐射出几种不同频率的光，则下列说法正确的是（ ）
A ．氢原子最多辐射两种频率的光
B ．氢原子最多辐射四种频率的光
C ．从3n =能级跃迁到2n =能级的氢原子辐射的光波长最短
D ．从3n =能级跃迁到1n =能级的氢原子辐射的光波长最短
【答案】D
【解析】
【详解】
AB ．基态的氢原子吸收12.09eV 的能量后会刚好跃迁到3n =能级，大量氢原子跃迁到3n =的能级后最
多辐射233C =种频率的光子，所以AB 均错误；
CD ．由公式m n h E E ν=-以及c
νλ=，知能级间的能量差越大，辐射出的光子的频率越大，波长就越短，
从3n =到1n =能级间的能量差最大，辐射的光波长最短，C 错误，D 正确。

故选D 。

5．现用某一频率的光照射锌板表面，能发生光电效应，若（ ）
A ．只增大入射光的频率，遏止电压不变
B ．只增大入射光的频率，锌的逸出功变大
C ．只增大入射光的强度，饱和光电流变大
D ．只增大入射光的强度，光电子的最大初动能变大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．根据光电效应的规律
2m 1 2
v m h W γ=- 而遏止电压
2m 12m h W U e e
v γ-== 可知遏止电压的大小与照射光的频率有关，只增大入射光的频率，遏止电压增大，A 错误；
B ．金属的逸出功与入射光无关，B 错误；
CD ．光强度只会影响单位时间内逸出的光电子数目，只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目增大，饱和光电流变大，对光电子的最大初动能不影响，C 正确D 错误。

故选C 。

6．新华社西昌3月10日电“芯级箭体直径9.5米级、近地轨道运载能力50吨至140吨、奔月转移轨道运载能力15吨至50吨、奔火（火星）转移轨道运载能力12吨至44吨……”这是我国重型运载火箭长征九号研制中的一系列指标，已取得阶段性成果，预计将于2030年前后实现首飞。

火箭点火升空，燃料连续燃烧的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力。

下列观点正确的是（ ）
A ．喷出的燃气对周围空气的挤压力就是火箭获得的推力
B ．因为喷出的燃气挤压空气，所以空气对燃气的反作用力就是火箭获得的推力
C ．燃气被喷出瞬间，火箭对燃气的作用力就是火箭获得的推力
D ．燃气被喷出瞬间，燃气对火箭的反作用力就是火箭获得的推力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ． 喷出的燃气对周围空气的挤压力，作用在空气上，不是火箭获得的推力，故A 错误；
B ． 空气对燃气的反作用力，作用在燃气上，不是火箭获得的推力，故B 错误；
CD ． 燃气被喷出瞬间，燃气对火箭的反作用力作用在火箭上，是火箭获得的推力，故C 错误D 正确。

故选D 。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．2019年3月10日0时28分，“长征三号”乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，成功将“中星6C”卫星送入太空．“中星6C ”是一颗用于广播和通信的地球静止轨道通信卫星，可提供高质量的话音、数据、广播电视传输业务，服务寿命15年．已知地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，地球自转周期为
T ，关于该卫星的发射和运行，下列说法正确的是
A ．该卫星发射升空过程中，可能处于超重状态
B ．该卫星可能处于北京上空
C ．该卫星绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度
D ．该卫星运行轨道距离地面的高度为2232g 4R T R π
- 【答案】AD
【解析】
【详解】
该卫星发射升空过程中，一定是先加速运动，处于超重状态，故 A 正确；该卫星是一颗地球静止轨道通信卫星，一定处于赤道上空，不可能处于北京上空，故 B 错误；环绕地球运动的卫星的线速度都小于第
一宇宙速度，故 C 错误；由2Mm G mg R =、222()()Mm G m R h R h T π⎛⎫=+ ⎪+⎝⎭
可得22324gR T h R π
=-，故 D 正确．故选AD 8．如图甲，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧车离地高度h=0.1m 处，滑块与弹簧不拴接.现由静止释放滑块，通过传感器测量出滑块的速度和离地高度h ，并作
出如图乙所示滑块的动能E k 与h 的关系图像，其中h=0.2m~0.35m 图线为直线，其余部分为曲线，
h=0.18m 时，滑块动能最大，不计空气阻力，取g=10m/s 2，则由图像可知（ ）
A ．图线各点斜率的绝对值表示合外力大小
B ．滑块的质量为0.1kg
C ．弹簧的原长为0.18m
D ．弹簧的劲度系数为100N/m
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．根据动能定理可得
k E Fh =
故k E h -图像的斜率表示滑块受到的合外力大小，A 正确；
B ．在k E h -图象中，图线的斜率表示滑块所受的合外力，由于高度从0.2m 上升到0.35m 范围内图象为直线，其余部分为曲线，说明滑块从0.2m 上升到0.35m 范围内所受作用力为恒力，即只受重力作用，所以从h=0.2m ，滑块与弹簧分离，弹簧的原长的0.2m ，斜率大小为 00.320.350.2
K -==-- 即重力大小为
2N mg =
所以
0.2kg m =
故BC 错误；
D ．在滑块与弹簧未分离的过程中，当滑块受到的重力和弹力等大时，滑块的速度最大，即动能最大，故有
k h mg ∆=
根据题意可知0.18m 时动能最大，而弹簧原长为0.2m ，代入解得
100N /m k =
D 正确。

故选AD 。

9．如图所示，x 轴在水平面内，y 轴在竖直方向。

图中画出了沿x 轴正方向抛出的两个小球P 、Q 的运动轨迹，它们在空中某一点相遇。

若不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A ．球P 先抛出
B ．两球同时抛出
C ．球P 的初速度大
D ．球Q 的初速度大
【答案】BC
【解析】
【详解】
AB ．两球均做平抛运动，竖直方向为自由落体运动。

在空中某处相遇则竖直位移y 相同。

由212
y gt =知二者运动时间t 相同，则同时抛出，选项A 错误，B 正确。

CD ．由题图知两球运动至相遇点时，球P 的水平位移x 大，由0x v t =知球P 的初速度大，选项C 正确，D 错误；
故选BC 。

10．如图所示，y 轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷，且关于坐标原点O 对称。

某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线（x 轴）上必定有两个场强最强的点A 、'A ，该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论，你认为其中正确的是（ ）
A ．若两个点电荷的位置不变，但电荷量加倍，则x 轴上场强最大的点仍然在A 、'A 两位置
B ．如图(1)，若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O 旋转90°后对称的固定在z 轴上，则x 轴上场强最大的点仍然在A 、'A 两位置
C ．如图(2)，若在yoz 平面内固定一个均匀带正电圆环，圆环的圆心在原点O 。

直径与(1)图两点电荷距离相等，则x 轴上场强最大的点仍然在A 、'A 两位置
D ．如图(3)，若在yoz 平面内固定一个均匀带正电薄圆板，圆板的圆心在原点O ，直径与(1)图两点电荷距离相等，则x 轴上场强最大的点仍然在A 、'A 两位置
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A ．可以将每个点电荷（2q ）看作放在同一位置的两个相同的点电荷（q ），既然上下两个点电荷（q ）的电场在x 轴上场强最大的点仍然在A 、A ＇两位置，两组点电荷叠加起来的合电场在x 轴上场强最大的点当然还是在A 、A ＇两位置，选项A 正确；
B ．由对称性可知，保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O 旋转90°后对称的固定在z 轴上，则x 轴上场强最大的点仍然在A 、'A 两位置，选项B 正确；
C ．由AB 可知，在yOz 平面内将两点电荷绕O 点旋转到任意位置，或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数，在x 轴上场强最大的点都在A 、A ＇两位置，那么把带电圆环等分成一些小段，则关于O 点对称的
任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A＇两位置，所有这些小段对称叠加的结果，合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A＇两位置，选项C正确；
D．如同C选项，将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块，除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外，靠内的对称小块间距都小于原来的值，这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A＇两位置，则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A＇两位置，选项D错误。

故选ABC。

11．如图,L形木板置于粗糙水平面上,光滑物块压缩弹簧后用细线系住。

烧断细线,物块弹出的过程木板保持静止,此过程()
A．弹簧对物块的弹力不变B．弹簧对物块的弹力逐渐减小
C．地面对木板的摩擦力不变D．地面对木板的摩擦力逐渐减小
【答案】BD
【解析】
【详解】
烧断细线，弹簧要恢复原状，弹簧对物块的弹力逐渐减小，故A错误，B正确。

木板在水平方向上受到弹簧的弹力和地面的摩擦力，两个力处于平衡，由于弹簧的弹力逐渐减小，则地面对木板的摩擦力逐渐减小。

故D正确、C错误。

故选BD。

【点睛】
本题通过形变量的变化得出弹力变化是解决本题的关键，注意木块对木板没有摩擦力，木板所受的摩擦力为静摩擦力．
12．下列说法正确的是( )
A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速
B．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度
C．机械波传播过程中遇到尺寸比机械波波长小的障碍物能发生明显衍射
D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，利用了多普勒效应原理
E. 围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是干涉现象
【答案】CDE
【解析】
【详解】
A. 根据多普勒效应，声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速与声源发出的声波波速相等。

故A 错误；
B. 对于机械波，某个质点的振动速度与波的传播速度不同，两者相互垂直是横波，两者相互平行是纵波。

故B 错误；
C. 只有当障碍物的尺寸与机械波的波长差不多或比机械波的波长小，才会发生明显的衍射现象；当障碍物的尺寸比机械波的波长大得多时，也能发生衍射现象，只是不明显。

故C 正确；
D. 向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流发射后又被仪器接收，测出发射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用多普勒效应原理。

故D 正确；
E. 围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是声波叠加产生加强与减弱的干涉的结果。

故E 正确。

故选：CDE 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。

在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。

如图所示是物体下落时的频闪照片示意图，已知频闪仪每隔0.04s 闪光一次，当地重力加速度大小为29.80m/s ，照片中的数字是竖直放置的刻度尺的读数，单位是厘米。

利用上述信息可以求出：物体下落至B 点时速度大小为______m/s （结果保留3位有效数字），实验中物体由B 点下落至C 点，动能的增加量约为重力势能减少量的____%（结果保留2位有效数字）。

【答案】1.16 95~97均正确
【解析】
【详解】
[1]根据公式可得
2 1.16m/s 2B t AB BC v v v T
+===
≈ [2]同理可得
2 1.5375m/s 2C t BC CD v v v T
+===
= 物体有B 到C 过程中，动能增加量为
22k 1()2C B E m v v ∆=-
重力势能的减少量为
p E mg h mg BC ∆=∆=⋅
动能的增加量约为重力势能减少量的 k p 100%97%E E ∆⨯=∆ 14．某研究性学习小组为了测量某电源的电动势E 和电压表V 的内阻R v ，从实验室找到实验器材如下： A ．待测电源（电动势E 约为2V ，内阻不计）
B ．待测电压表V （量程为1V ，内阻约为100Ω）
C ．定值电阻若干（阻值有：50.0Ω，100.0Ω，500.0Ω，1.0kΩ）
D ．单刀开关2个
(1)该研究小组设计了如图甲所示的电路原理图，请根据该原理图在图乙的实物图上完成连线______。

(2)为了完成实验，测量中要求电压表的读数不小于其量程的13
，则图甲R 1=_____Ω；R 2=_____Ω。

(3)在R 1、R 2选择正确的情况进行实验操作，当电键S 1闭合、S 2断开时，电压表读数为0.71V ；当S 1、S 2
均闭合时，电压表读数为0.90V ；由此可以求出R v =____Ω；电源的电动势E=_____（保留2位有效数字）。

【答案】 100 50 87 1.9
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据电路原理图，实物连线如图所示：
(2)[2][3]根据分压规律 1V 100Ω31
2V V 3
x R =- 串联在电路中的总电阻约为
500Ωx R =
所以500.0Ω和1.0k Ω阻值太大不能用，否则电压表的示数不满足题中要求；为了在2S 闭合时，能够有效的保护电路，所以1100ΩR =，250ΩR =。

(3)[4][5]当电键1S 闭合、2S 断开时
V
1V 12U E R R R R =++ 当1S 、2S 均闭合时
V
21V U E R R R =+ 解得
V 87ΩR =， 1.9V E =
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分割成A 、B 两部分，A 内是真空。

活塞与气缸顶部有一弹簧相连，当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。

开始时B 内充有一定质量、温度为T 的气体，B 部分高度为H 。

此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。

现将B 内气体加热到3T ，达到新的平衡后，B 内气体的高度L 等于多少？
【答案】2L H =
【解析】
【详解】
设开始时B 中压强为1p
1p S kH mg =+①
1V HS = 1T T =
加热达到平衡后，B 中压强为2p
2p S kL mg =+②
2V LS = 23T T =
其中S 为气缸横面积，m 为活塞质量，k 为弹簧的倔强系数
由题给条件有
kH mg =③ 1
12212
p V p V T T = ④ 可得
2260L LH H +-=
解得
2L H =
16．如图所示，ABCD 为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC 为光滑半圆形轨道，半径为R ，CD 为水平粗糙轨道，小滑块与水平面间的动摩擦因数0.25μ=，一质量为m 的小滑块（可视为质点）从圆轨道中点B 由静止释放，滑至D 点恰好静止，CD 间距为4R 。

已知重力加速度为g 。

(1)小滑块到达C 点时，圆轨道对小滑块的支持力大小；
(2)现使小滑块在D 点获得一初动能，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A ，求小滑块在D 点获得的初动能。

【答案】 (1)3mg ；(2)3.5mgR
【解析】
【分析】
【详解】
(1)小滑块在光滑半圆轨道上运动只有重力做功，故机械能守恒；设小滑块到达C 点时的速度为v C ，根据机械能守恒定律得
mgR ＝12mv C 2 设小滑块到达C 点时圆轨道对它的支持力为F N ，根据牛顿第二定律得
2c N mv F mg R
-＝ F N ＝3mg
根据牛顿第三定律，小滑块到达C 点时，对圆轨道压力的大小N=F N =3mg ；
(2)根据题意，小滑块恰好能通过圆轨道的最高点A ，设小滑块到达A 点时的速度为v A ，此时重力提供向心力，根据牛顿第二定律得
2A mv mg R
＝ 小滑块从D 到A 的过程中只有重力、摩擦力做功，根据动能定理得
21422
A kD mg R mgR mv E μ-⋅--＝ 解得
E kD ＝3.5mgR
17．如图所示，质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B 的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，不计带电粒子所受重力：
（1）求粒子做匀速圆周运动的半径R 和周期T ；
（2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E 的大小。

【答案】（1）mv R qB =
，2πm T qB
=；（2）E vB =。

【解析】
【详解】 （1）粒子在磁场中受洛伦兹力F=qvB ，洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动所需的向心力，有
2
v
qvB m
R
＝
则粒子做匀速圆周运动的半径
mv
R
qB
＝
粒子做匀速圆周运动周期
2 T
v R
＝
可得
2πm
T
qB
＝
（2）分析知粒子带正电，为使该粒子做匀速直线运动，需加一竖直向下的匀强电场，电场力与洛伦兹力等大反向，相互平衡，即
qE=qvB
电场强度E的大小
E=vB
答：（1）求粒子做匀速圆周运动的半径
mv
R
qB
＝，周期
2πm
T
qB
＝；（2）电场强度E=vB。